Источник электропитания обмотки полоидального поля токамака Советский патент 1986 года по МПК H05H1/00 

Изобретение относится к системам электропитания токамаков. Одной из особенностей источников электропитания полоидального поля является нелинейный характер нагрузки и .необходимость ,снижения напряжения обмотки с ростом ее тока. Цель изобретения - повышение быстродействия и расширение функциональных возможностей схемы за счет использования тиристорных и диодных ключей, установленных между секциями преобразователя. На фиг. 1 дана структурная схема предлагаемого устройства (пример управляемого вентильного преобразов теля, состоящего из 3 секций); на фиг. 2 - эпюры тока и напряжения обмотки и схемы силовых цепей. Управляемьй вентильный преобразователь содержит секции 1,2,3, меж ду которыми включены тиристорные ключи 4 и 5 блока 6 коммутации. Положительные выходные выводы секций 2 и 3 вентильного преобразователя соединены с положительным вы водом источника электропитания диод ными ключами 7 и 8. Отрицательные выходные выводы секций 1 и 2 вентил ного преобразователя соединены с отрицательным выходным выводом источника электропитания диодными клю чами 9 и 10. Последовательно с одним из выводов источника электропитания соединен блок 11 измерения то ка (например, трансформатор постоян ного тока), выход которого подключен к компаратору 12. Выход последнего присоединен к входам управлени секций 1 и 2 вентильного преобразователя и к блоку 13 задержки. Выход блока 13 задержки подключен к входа управления секций 1 и 2 вентильного преобразователя. Выход устройства 14 запуска подключен к входам управления тиристор ных ключей 4 и 5. Нагрузкой источника электропитания является обмотка 15 полоидально го поля. В начале формирования импульса секции вентильного преобразователя открываются, устройство 14 запуска посылает импульс на открытие тиристорных ключей 4, 5, и в обмотке 15 полоидального поля начинает нарастать ток. Эпюра тока и напряжения обмотки, а также схема силовых цепе 572 изображены на фиг. 2а. Диодные ключи 7-10 при этом заперты напряжениями секций 1-3 вентильного преобразователя и ток по ним не протекает. В момент t, ток обмотки полоидального поля 15 достигает 1/3 максимального значения, и требуется снижение напряжения, компаратор 12, на вход которого поступает сигнал от блока 11 измерения тока, воздействует на секции 1 и 2 вентильного преобразователя, переводя из в инверторный режим. Одновременно запускается блок 13 задержки. Как только меняется полярность на зажимах секций 1 и 2 вентильного преобразователя за счет инверторного режима (фиг. 2б), тиристорные ключи 4 и 5, а также секции 1 и 2 вентильного преобразователя перестают пропускать ток. К обмотке 15 полоидального поля подключена секция 3 вентильного преобразователя через диодный ключ 8. Блок 13 задержки через интервал времени л t t- t(, необходимый для спада до нуля тока секций 1 и 2 вентильного преобразователя и тиристорных ключей 4 и 5, посьшает сигнал на открытие секций 1 и 2 в выпрямительном режиме с углом регулирования, соответствующим углу регулирования секции 3 вентильного преобразователя. Теперь секции 1-3 вентильного преобразователя присоединены к нагрузке параллельно через диодныеключи 7-10 (фиг. 2в). В дальнейшем ток обмотки полоидального поля нарастает до величины, втрое превышающей ту, при которой происходило переключение. В случае необходимости повторного увеличения напряжения обмотки полоидального поля при уменьшении ее тока переход с параллельного соединения секций 1-3 вентильного преобразователя на последовательное осуществляется посылкой импульса устройства 14 запуска тиристорным ключам 4 и 5 при выпрямительном режиме работы секций 1-3 вентильного преобразователя. Как только открываются тиристорные ключи 4 и 5, диодные ключи 7-10 запираются встречным напряжением секций 1-3 вентильного преобразователя. Аналогично осуществляется работа схемы при другом числе секций вентильного преобразователя.

S

7 A 8A

Z

14

/5

ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ОБМОТКИ ПОЛОИДАЛЬНОГО ПОЛЯ ТОКАМАКА, содержащий вентильный п-секционный преобразователь, блок коммутации, компаратор, выход которого соединен с входом управления каждой секции вентильного преобразователя кроме одной секции, непосредственно связанной с одним из выводов источника электропитания и с входом блока задержки времени, командное устройство запуска, соединенное с входами управления тиристорных ключей, блок измерения тока, соединенный последовательно с нагрузкой, выход которого подключен к входу компаратора, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстродействия и функциональных возможностей схемы., блок коммутации содержит (п-1) тиристорных ключа и 2(п-1) диодных ключа, выводы секций вентильного преобразователя и тиристорные ключи образуют последовательную цепь, крайние выводы которой являются соответственно положительным и отрицательным выводами источника электропитания, при этом тиристорные ключи включены между секциями вентильного преобразователя согласно, диодные ключи включены между выво(Л дом каждой из секций, не связанным с выводом источника электропитания, и одноименным выводом источника электропитания согласно, выход блока задержки времени соединен с входами управления каждой секции вентильного преобразователя, кроме непосредственно связанной с первым а выводом источника электропитания, а и к входам управления тиристорных а: ключей подключен выход устройства ел запуска.

Z

,

УН

7,5

15